專利名稱：控制裝置、終端裝置及通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線網(wǎng)絡(luò)中所使用的控制裝置、終端裝置、通信系統(tǒng)以及通信方法，特別涉及收納有傳感器網(wǎng)絡(luò)以及有源射頻(RF=RadioFrequency)標(biāo)簽等多個無線終端的無 線網(wǎng)絡(luò)中的回避干擾的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來，利用無線個人局域網(wǎng)(WPAN :Wireless Personal Area Network)以及傳 感器網(wǎng)絡(luò)這樣的小型且耗電量低的無線終端所形成的網(wǎng)絡(luò)受到矚目。此外，作為與之相似 的系統(tǒng)，有本身發(fā)送無線信號的有源RF標(biāo)簽這樣的系統(tǒng)。圖24是表示現(xiàn)有技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)700的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。圖24中，現(xiàn)有技 術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)700包括控制裝置701、多個終端裝置702 704。控制裝置701是控制無線 網(wǎng)絡(luò)700內(nèi)的通信的無線終端?？刂蒲b置701將與無線網(wǎng)絡(luò)700有關(guān)的控制信息包含在信 標(biāo)幀中并周期性地進(jìn)行廣播。終端裝置702 704是根據(jù)該控制信息與控制裝置701進(jìn)行 通信的無線終端。終端裝置702 704的訪問方式可以采用各種方式，例如可以采用載波 偵聽多路訪問(CSMA Carrier Sense Multiple Access)、時分多址(TDMA =Time division multiple access)、步頁分多址(FDMA :Frequency divisionmultiple access)、空分多址 (SDMA Space Division Multiple Access)等。這些無線網(wǎng)絡(luò)中所使用的終端裝置702 704雖然傳輸速度低(從幾kbps到數(shù) 百kbps)、無線信號的覆蓋距離短(從幾米到幾十米)，但是特點在于小型、并且用電池可以 驅(qū)動幾年時間的低電力消耗性能。為了降低終端裝置702 704的耗電量，人們在通信協(xié) 議以及幀格式方面也進(jìn)行了研究，例如，形成下述結(jié)構(gòu)設(shè)有在無線網(wǎng)絡(luò)700內(nèi)進(jìn)行通信的 活躍期間、和不進(jìn)行通信而能夠進(jìn)入休眠狀態(tài)的非活躍期間。如果將非活躍期間設(shè)置得長， 則由于能夠延長休眠狀態(tài)，故終端裝置702 704能夠進(jìn)一步降低電力消耗。圖25中示出了作為周期性幀結(jié)構(gòu)的一個例子的超幀期間。圖25中，超幀期間包 括活躍期間和非活躍期間?；钴S期間是控制裝置701與終端裝置702 704進(jìn)行通信的期 間。非活躍期間是不進(jìn)行通信的期間，在此期間，由于各終端裝置702 704進(jìn)入休眠狀態(tài)， 故能夠降低電力消耗?？刂蒲b置701與終端裝置702 704以共用的方式使用活躍期間?？刂蒲b置701 使用活躍期間的開始，并廣播信標(biāo)幀。除此之外的活躍期間用于控制裝置701與終端裝置 702 704之間的通信，可采用例如載波偵聽多路訪問等(CSMA)。此外，也可以將活躍期間 分割成多個時隙，并且在CSMA以及TDMA中共用時隙。例如，在IEEE802. 15. 4協(xié)議中，將前 半部分的時隙用于利用CSMA所進(jìn)行的競爭訪問，并向后半部分的每個時隙分配所使用的 無線終端，來進(jìn)行通信。信標(biāo)幀中包括這些時隙的數(shù)量及其分配規(guī)則、活躍期間的長度、非活躍期間的長 度、與直到發(fā)送下一個信標(biāo)幀為止的時間等控制信息。圖26中示出了控制裝置701和終端裝置702 704之間的通信序列的一個例子。參照圖26，控制裝置701在活躍期間351的開始對信標(biāo)幀360進(jìn)行廣播。終端裝置702 704接收信標(biāo)幀360，并獲取控制信息。控制信息中包含活躍期間的長度、非活躍期間的長
度等{曰息。在活躍期間351中，于控制裝置701與終端裝置702 704之間進(jìn)行通信。例如， 終端裝置702 704向控制裝置701發(fā)送數(shù)據(jù)幀361、363、365，控制裝置701對此應(yīng)答確認(rèn) (Acknowledgement, ACK)幀 362、364、366。在非活躍期間352中，在控制裝置701與終端裝置702 704之間不進(jìn)行通信。在 該非活躍期間352中，控制裝置701與終端裝置702 704可進(jìn)入休眠狀態(tài)，能夠降低電力 消耗。在非活躍期間352將結(jié)束之前，控制裝置701與終端裝置702 704恢復(fù)成動作狀 態(tài)，為之后的活躍期間353的通信做準(zhǔn)備。如果非活躍期間352結(jié)束，并且下一個活躍期間353開始，則控制裝置701對信標(biāo) 幀370進(jìn)行廣播。在活躍期間353，在控制裝置701與終端裝置702 704之間進(jìn)行通信。在此，示出了來自于終端裝置702的通信失敗的例子。例如，雖然從終端裝置702 向控制裝置701發(fā)送了數(shù)據(jù)幀371，但是設(shè)定為在控制裝置701中產(chǎn)生了該數(shù)據(jù)幀371的接 收錯誤。此時，控制裝置701不向終端裝置702發(fā)送相對于數(shù)據(jù)幀371的ACK幀。終端裝置702對從控制裝置701發(fā)出的ACK幀繼續(xù)等待規(guī)定時間，但是在不返回 來ACK幀時(S卩、發(fā)生了超時時)，判斷為發(fā)送失敗。于是，終端裝置702嘗試再次發(fā)送數(shù)據(jù) 幀372。此處，設(shè)定為再次發(fā)送的數(shù)據(jù)幀372能夠由控制裝置701正確接收。此時，控制 裝置701向終端裝置702發(fā)送針對所再次發(fā)送的數(shù)據(jù)幀372的ACK幀373，通信結(jié)束。之后，重復(fù)相同的動作，在控制裝置701與終端裝置702 704之間進(jìn)行通信。作 為利用上述那樣的活躍期間和非活躍期間進(jìn)行通信的系統(tǒng)，有例如專利文獻(xiàn)1所公開的無 線通信系統(tǒng)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 特開2008-48365號公報(第12頁、圖3)發(fā)明要解決的技術(shù)問題但是，現(xiàn)有技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)700所使用的頻帶與其他無線系統(tǒng)共用頻帶區(qū)域的情 況較多，與其他無線系統(tǒng)之間產(chǎn)生了干擾問題。例如，在日本，在2. 4GHz的頻帶中，無線LAN 以及無線PAN等多種無線系統(tǒng)共享頻帶。此外，在950MHz的頻帶中，無源射頻(RF)標(biāo)簽和 有源射頻(RF)標(biāo)簽局部地使用相同信道。而且，當(dāng)發(fā)送功率大的無線系統(tǒng)(例如，便攜電 話系統(tǒng)等)在鄰接的頻帶進(jìn)行通信時，在采用了象有源射頻(RF)標(biāo)簽這樣的小型且簡單的 高頻部件的無線終端中，可能得不到信道選擇度而受到干擾。在這種來自于其他無線系統(tǒng)的干涉多的頻帶中，如果以相同的頻率信道繼續(xù)進(jìn)行 通信，則不能避免干擾的影響，需要改變所使用的頻率信道。但是，為了改變頻率信道，需要在控制裝置701側(cè)和終端裝置702 704側(cè)的雙方 搜尋干擾影響小的頻率信道，在搜索新的頻率信道的過程中，不能通信，而且由于不能進(jìn)入 休眠狀態(tài)，故存在通信的延遲增加、并且電力消耗增加的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種控制裝置、終端裝置、以及采用了這些裝置的系統(tǒng)、方法，其能夠選擇頻率信道并且在短時間內(nèi)改變所使用的頻率信道，以解決上述課題， 并回避有干擾的頻率信道。為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，作為本發(fā)明的一個方式的控制裝置為下述裝置， 其用多個頻率信道對包括一個以上的終端裝置的無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無線通信進(jìn)行控制。而且， 本發(fā)明的控制裝置包括無線接收部，接收多個頻率信道的無線信號；質(zhì)量判斷部，根據(jù)無 線接收部所接收到的無線信號的接收狀態(tài)，從多個頻率信道中判斷可使用的頻率信道，并 對于該判斷出的可使用的頻率信道決定用于通信中的使用順序；信標(biāo)生成部，生成記載有 頻率信道的使用順序的信標(biāo)；信道設(shè)定部，按照頻率信道的使用順序，來設(shè)定使用的頻率信 道；發(fā)送數(shù)據(jù)生成部，生成發(fā)送數(shù)據(jù)；無線發(fā)送部，用信道設(shè)定部所設(shè)定的頻率信道，來將 信標(biāo)生成部所生成的信標(biāo)及發(fā)送數(shù)據(jù)生成部所生成的發(fā)送數(shù)據(jù)用無線信號發(fā)送給一個以 上的終端裝置；定時控制部，對無線發(fā)送部控制發(fā)送無線信號的定時；以及天線，經(jīng)由無線 接收部及無線發(fā)送部來發(fā)送、接收無線信號。此外，表示無線通信中的反復(fù)周期的超幀期間包括可進(jìn)行無線通信的活躍期間和 不進(jìn)行無線通信的非活躍期間。定時控制部將活躍期間分割為多個信標(biāo)期間，作為將信標(biāo) 發(fā)送給一個以上的終端裝置的周期單位，并用該多個信標(biāo)期間的每一個來發(fā)送信標(biāo)。信道設(shè)定部按照頻率信道的使用順序，來在多個信標(biāo)期間的每一個，切換使用的 頻率信道。各個信標(biāo)期間被分割為發(fā)送信標(biāo)的期間和可與一個以上的終端裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)的 發(fā)送、接收的訪問期間。無線發(fā)送部當(dāng)在現(xiàn)在的信標(biāo)期間中的訪問期間發(fā)送無線信號失敗 時，在下一個信標(biāo)期間的訪問期間再次發(fā)送無線信號。優(yōu)選的是，質(zhì)量判斷部根據(jù)無線接收部接收到的無線信號的接收狀態(tài)，從多個頻 率信道中將干擾波的影響較小的頻率信道確定為可使用的頻率信道。優(yōu)選的是，質(zhì)量判斷部當(dāng)從一個以上的通信終端經(jīng)由無線接收部接到判斷為質(zhì)量 不好的頻率信道的通知時，從頻率信道的使用順序中除去該被通知的頻率信道。優(yōu)選的是，在超幀期間中，在活躍期間之前設(shè)置載波偵聽期間，在載波偵聽期間，質(zhì) 量判斷部一邊依次切換所有的多個頻率信道，一邊在每個頻率信道測量功率，進(jìn)行載波偵聽。此外，也可以在超幀期間、于活躍期間之前設(shè)置一次匯總載波偵聽期間，在一次匯 總載波偵聽期間，質(zhì)量判斷部一次匯總進(jìn)行多個頻率信道的頻率解析，進(jìn)行載波偵聽。此外，為解決現(xiàn)有技術(shù)的課題，作為本發(fā)明的一個方式的終端裝置是下述的終端 裝置，其在包括用多個頻率信道控制無線通信的控制裝置的無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，按照控制裝置的 控制，用多個頻率信道中的任意一個與控制裝置之間進(jìn)行無線通信。而且，本發(fā)明的終端裝 置包括無線接收部，從控制裝置將記載有多個頻率信道中可使用的頻率信道的使用順序 的信標(biāo)作為無線信號接收；信道設(shè)定部，按照記載在信標(biāo)中的頻率信道的使用順序，來設(shè)定 使用的頻率信道；質(zhì)量判斷部，根據(jù)無線接收部接收到的無線信號的接收狀態(tài)，來判斷在與 控制裝置之間的通信中正在使用的頻率信道的質(zhì)量；控制部，在質(zhì)量判斷部判斷為頻率信 道的質(zhì)量不好時，根據(jù)記載在從控制裝置接收到的信標(biāo)中的頻率信道的使用順序，來向信 道設(shè)定部指示切換使用的頻率信道；發(fā)送數(shù)據(jù)生成部，生成發(fā)送數(shù)據(jù)；無線發(fā)送部，用頻道設(shè)定部所設(shè)定的頻率信道，來將發(fā)送數(shù)據(jù)生成部所生成的發(fā)送數(shù)據(jù)用無線信號發(fā)送給控制 裝置；以及天線，經(jīng)由無線接收部及無線發(fā)送部，來發(fā)送、接收無線信號。優(yōu)選的是，控制部經(jīng)由無線發(fā)送部向控制裝置通知質(zhì)量判斷部判斷為質(zhì)量不好的 頻率信道。優(yōu)選的是，質(zhì)量判斷部根據(jù)無線接收部所接收到的無線信號的接收狀態(tài)，來將干 擾波的影響較大的頻率信道判斷為質(zhì)量不好的頻率信道。信道設(shè)定部按照含在信標(biāo)中的頻率的使用順序，來在每個信標(biāo)周期切換使用的頻 率信道。發(fā)明效果如上所述，本發(fā)明的實施方式的控制裝置由于將記載有可使用的頻率信道的使用 順序的的信標(biāo)以按照每個信標(biāo)期間改變頻率信道的方式發(fā)送給終端裝置，所以能夠?qū)㈩l率 信道的使用順序通知給終端裝置。這樣，在所使用的頻率信道的質(zhì)量不好時，終端裝置也能 夠根據(jù)由控制裝置所通知的信標(biāo)，來預(yù)測并變更接下來要使用的頻率信道。因此，即使控制 裝置與終端裝置之間的通信因干擾波等的影響而中斷，也能夠在下一個信標(biāo)期間再次開始
通{曰。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式1中的無線網(wǎng)絡(luò)100的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖；圖2是表示本發(fā)明的實施方式1中的控制裝置101的結(jié)構(gòu)的一個例子的方塊圖；圖3是表示本發(fā)明的實施方式1中的終端裝置102 104的結(jié)構(gòu)的一個例子的方 塊圖；圖4是表示本發(fā)明的實施方式1中的超幀期間的示意圖；圖5是表示本發(fā)明的實施方式1中的相對于信標(biāo)期間的頻率信道的配置的示意 圖；圖6是表示本發(fā)明的實施方式1中的信標(biāo)期間的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖7是表示本發(fā)明的實施方式1中的無線幀500的格式的示意圖；圖8是表示本發(fā)明的實施方式1中的MAC頭部502的格式的示意圖；圖9是表示本發(fā)明的實施方式1中的通信序列的一個例子的圖；圖10是表示本發(fā)明的實施方式1中的信標(biāo)有效載荷520的示意圖；圖11是表示本發(fā)明的實施方式1中的信道使用順序524的結(jié)構(gòu)的一個例子的示 意圖；圖12是表示本發(fā)明的實施方式1中的其他信道使用順序524的結(jié)構(gòu)的一個例子 的示意圖；圖13是表示本發(fā)明實施方式1中的頻率信道切換時的通信序列的一個例子的 圖；圖14是表示本發(fā)明的實施方式1中的超幀單位的頻率信道切換的示意圖；圖15是表示本發(fā)明實施方式1中的控制裝置101的處理的流程圖；圖16是表示本發(fā)明實施方式1中的控制裝置101的初始化時的處理的一個例子 的流程圖17是表示本發(fā)明的實施方式1中的終端裝置102 104的處理的一個例子的流程圖；圖18是表示本發(fā)明實施方式1中的終端裝置102 104的信標(biāo)接收處理的一個例子的流程圖；圖19是表示本發(fā)明的實施方式1中的終端裝置102 104的信道改變處理的一個例子的流程圖；圖20是表示本發(fā)明實施方式1中的終端裝置102 104的數(shù)據(jù)幀發(fā)送處理的一個例子的流程圖；圖21是表示本發(fā)明實施方式2中的控制裝置101的數(shù)據(jù)接收處理的一個例子的流程圖；圖22是表示本發(fā)明實施方式3中的超幀內(nèi)的載波偵聽期間的示意圖；圖23是表示本發(fā)明實施方式3中的超幀內(nèi)的其他的載波偵聽期間的示意圖；圖24是表示現(xiàn)有技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)700的一個例子的圖；圖25是表示現(xiàn)有技術(shù)的超幀結(jié)構(gòu)的示意圖；圖26是表示現(xiàn)有技術(shù)的通信序列的一個例子的具體實施例方式以下，參考著附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。(實施方式1)圖1是表示本發(fā)明的實施方式1中的無線網(wǎng)絡(luò)100的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。圖1 中，無線網(wǎng)絡(luò)100包括控制裝置101和終端裝置102 104。終端裝置102 104的數(shù)量只 要是一個以上，可以為任意數(shù)量。控制裝置101是控制無線網(wǎng)絡(luò)100內(nèi)的通信的無線終端。 終端裝置102 104是按照控制裝置101的控制與控制裝置101之間進(jìn)行無線通信的無線 終端。此外，可以將組合有控制裝置101和終端裝置102 104的結(jié)構(gòu)記載為通信系統(tǒng)。圖2是表示本發(fā)明的實施方式1中的控制裝置101的結(jié)構(gòu)的一個例子的方塊圖。 圖2中，控制裝置101具有天線201、無線接收部202、質(zhì)量判斷部203、接收數(shù)據(jù)解析部 204、存儲器205、信標(biāo)生成部206、定時控制部207、信道設(shè)定部208、無線發(fā)送部209、發(fā)送數(shù) 據(jù)生成部210、以及界面部211。無線接收部202對由天線201接收的無線信號進(jìn)行解調(diào)處理，并輸出接收幀。作為 接收幀的種類，有數(shù)據(jù)幀以及ACK幀等。質(zhì)量判斷部203通過測量無線接收部202所解調(diào) 的接收幀的接收狀態(tài)(例如接收功率或者接收質(zhì)量)來判斷每個頻率信道的質(zhì)量(例如， 傳輸路狀態(tài)以及干擾波的影響)。并且，如果質(zhì)量判斷部203判斷為接收幀能夠正常接收， 則指示無線發(fā)送部209回復(fù)ACK幀。接收數(shù)據(jù)解析部204對無線接收部202所解調(diào)的接收 幀進(jìn)行解析，并提取接收數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。存儲器205存儲與控制裝置101所管理的無線網(wǎng) 絡(luò)100有關(guān)的控制信息、以及利用質(zhì)量判斷部203所獲得的可使用的每個頻率信道的質(zhì)量 信息等。其中，控制信息是指為控制無線網(wǎng)絡(luò)100內(nèi)的通信而必要的信息，是包含后述的超 幀周期、信標(biāo)期間、信標(biāo)期間的數(shù)量、以及信道使用順序等的信息。信標(biāo)生成部206讀取存儲器205中所存儲的控制信息以及每個頻率信道的質(zhì)量信 息等，并生成記載有這些信息的信標(biāo)幀。定時控制部207對周期性地發(fā)送的信標(biāo)幀的發(fā)送定時進(jìn)行控制。信道設(shè)定部208對發(fā)送和接收無線信號的頻率信道進(jìn)行設(shè)定。無線發(fā)送部 209對信標(biāo)幀、發(fā)送數(shù)據(jù)幀、ACK幀等實施調(diào)制而生成無線信號，并經(jīng)由天線201進(jìn)行無線 發(fā)送。發(fā)送數(shù)據(jù)生成部210基于從界面部211所輸入的發(fā)送數(shù)據(jù)生成發(fā)送數(shù)據(jù)幀。界面部 211是對發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入輸出的界面。圖3是表示本發(fā)明的實施方式1中的終端裝置102 104的結(jié)構(gòu)的一個例子的方 塊圖。圖3中，終端裝置102 104具有天線221、無線接收部222、質(zhì)量判斷部223、接收 數(shù)據(jù)解析部224、存儲器225、控制部226、信道設(shè)定部227、無線發(fā)送部228、發(fā)送數(shù)據(jù)生成部 229、以及界面部230。無線接收部222對由天線221所接收的無線信號進(jìn)行解調(diào)處理，并輸出接收幀。作 為接收幀的種類，有信標(biāo)幀、數(shù)據(jù)幀、以及ACK幀等。質(zhì)量判斷部223通過測量由無線接收 部222所解調(diào)的接收幀的接收狀態(tài)(例如，接收功率或者接收質(zhì)量)，來判斷頻率信道的質(zhì) 量(例如，傳輸路狀態(tài)或者干擾波的影響)。并且，如果質(zhì)量判斷部223判斷為接收幀能夠 正常接收，則指示無線發(fā)送部228回復(fù)ACK幀。接收數(shù)據(jù)解析部224對無線接收部222所 解調(diào)的接收幀進(jìn)行解析，并對接收數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。存儲器225存儲下述信息利用接收數(shù)據(jù) 解析部224對控制裝置101所發(fā)送的信標(biāo)幀進(jìn)行解析而獲得的有關(guān)無線網(wǎng)絡(luò)100的控制信 息、以及利用質(zhì)量判斷部223所獲得的每個頻率信道的質(zhì)量信息等?？刂撇?26根據(jù)存儲在存儲器225中的控制信息、頻率信道的質(zhì)量信息等來進(jìn)行 發(fā)送定時的控制以及頻率信道的選擇。信道設(shè)定部227對進(jìn)行無線信號的發(fā)送和接收的頻 率信道進(jìn)行設(shè)定。無線發(fā)送部228對發(fā)送數(shù)據(jù)幀、ACK幀等實施調(diào)制而生成無線信號，并經(jīng) 由天線221發(fā)送無線信號。發(fā)送數(shù)據(jù)生成部229基于從界面部230所輸入的發(fā)送數(shù)據(jù)生成 發(fā)送數(shù)據(jù)幀。界面部230是對發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入輸出的界面?？刂蒲b置101周期性地發(fā)送包括有關(guān)無線網(wǎng)絡(luò)100的控制信息的信標(biāo)幀。圖4是 將發(fā)送信標(biāo)幀的周期示于時間列的示意圖。參照圖4，最大的周期是超幀期間。超幀期間包 括進(jìn)行無線通信的活躍期間和不進(jìn)行通信的非活躍期間。在非活躍期間中，由于控制裝置 101和終端裝置102 104能夠?qū)o線通信所需要的功能塊的電力消耗抑制在最低限度，所 以通過設(shè)置非活躍期間，能夠抑制控制裝置101和終端裝置102 104的電力消耗。而且， 活躍期間被分割為多個信標(biāo)期間(信標(biāo)間隔)，作為控制裝置101發(fā)送信標(biāo)幀的周期單位。圖4中，在活躍期間設(shè)有8個信標(biāo)期間。圖4中，雖然以時間列對超幀期間的結(jié)構(gòu) 進(jìn)行了說明，但是，控制裝置101和終端裝置102 104可以一邊切換多個頻率信道，一邊 進(jìn)行無線通信，用信標(biāo)期間單位邊切換頻率信道邊進(jìn)行通信。圖5是表示按信標(biāo)期間單位切換頻率信道時的相對于信標(biāo)期間的頻率信道的配 置的示意圖。圖5中，控制裝置101向超幀期間內(nèi)的信標(biāo)期間BI1的期間分配頻率信道CH1， 并配置無線通信期間401。同樣地，向信標(biāo)期間BI2的期間分配頻率信道CH2，并配置無線 通信期間402，向信標(biāo)期間BI4的期間分配頻率信道CHn，并配置無線通信期間403。如果 超幀期間結(jié)束變?yōu)橄乱粋€超幀期間，則再次向信標(biāo)期間BI1的期間分配頻率信道CH1，并配 置無線通信期間411，向信標(biāo)期間BI2的期間分配頻率信道CH2，并配置無線通信期間412。 之后，控制裝置101向每個超幀期間重復(fù)分配相同的頻率信道。圖5中，例如終端裝置102利用頻率信道CH1進(jìn)行通信時，僅由信標(biāo)期間BI1起動。 即、終端裝置102在無線通信期間401之后的于無線通信期間411內(nèi)的訪問期間利用CSMA
12進(jìn)行通信，在無線通信期間401與無線通信期間411之間的期間不進(jìn)行無線通信，所以與非 活躍期間一樣，能夠?qū)o線通信所需要的功能塊的電力消耗限制在最低限度。圖6是表示信標(biāo)期間的結(jié)構(gòu)的示意圖。參照圖6，在信標(biāo)期間內(nèi)，控制裝置101最 初發(fā)送包含無線網(wǎng)絡(luò)100的控制信息的信標(biāo)巾貞，之后設(shè)有訪問期間。在該訪問期間內(nèi)，包括 控制裝置101的無線終端能夠進(jìn)行無線通信。以下說明的是，在該訪問期間內(nèi)，各無線終端 利用CSMA(載波偵聽多路訪問)進(jìn)行無線通信。另外，作為無線訪問方式，并不限于CSMA， 也可以采用AL0HA以及TDMA等其他的無線訪問方式。圖7是表示在訪問期間中各無線終端所發(fā)送的無線幀500的格式的圖。參照圖7， 無線幀500包括由比特同步字符以及幀同步字符等無線信號解調(diào)所需要的字符形成的物 理層(PHY-Physical Layer)頭部501、由幀類別以及地址信息形成的介質(zhì)訪問控制(MAC: Media Access Control)頭部502、存儲向通信對象所發(fā)送的信息的有效載荷503、用于檢測 無線幀500已正常傳輸與否的錯誤檢測字符(ECC Error Correcting Code) 504。此外，如圖8所示，MAC頭部502包括表示幀類別等的幀控制信息511、發(fā)送目的地 址512、發(fā)送地址513。作為幀類別，有進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)幀、相對于已經(jīng)正常接 收數(shù)據(jù)幀等的應(yīng)答的ACK幀、用于向無線網(wǎng)絡(luò)100內(nèi)的終端裝置102 104發(fā)送控制信息 的信標(biāo)幀等。對在如上那樣所構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)100中、于控制裝置101與終端裝置102 104 之間進(jìn)行無線通信的方法進(jìn)行說明。圖9是表示在控制裝置101與終端裝置102 104之間的通信序列的一個例子的 圖。圖9中，如果活躍期間開始，則控制裝置101最開始將信標(biāo)幀310配送給無線網(wǎng)絡(luò)100 內(nèi)的終端裝置102 104。此時，在無線幀500的格式中，對幀控制信息511 (參照圖8)附 以作為幀類別而表示信標(biāo)幀的字符。此外，在有效載荷503 (參照圖7)中插入信標(biāo)有效載 荷圖10中示出了信標(biāo)有效載荷520的格式。圖10中，信標(biāo)有效載荷520包括超幀 期間521、信標(biāo)期間522、信標(biāo)期間的數(shù)量523、以及信道使用順序524。超幀期間521以及 信標(biāo)期間522與圖4及圖5中所說明的超幀期間以及信標(biāo)期間一樣。另外，圖4及圖5中 的活躍期間可以通過在信標(biāo)期間522上乘以信標(biāo)期間的數(shù)量523而算出。此外，非活躍期 間可以通過從超幀期間521減去活躍期間523而算出。圖11是表示信道使用順序524的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。圖11中，信道使用順 序524在最開始配置信標(biāo)期間號碼BN，之后順序地排列著在信標(biāo)期間單位所使用的頻率信 道。圖11所示的例子中，信標(biāo)期間的數(shù)量是8，按照CHI、CH2、CH8、CH6、CH3、CH7、CH4、CH5 的順序使用頻率信道。其中，可知信標(biāo)期間號碼BN為1時，表示在現(xiàn)在的信標(biāo)期間所正在 使用的頻率信道為CH1，在下一個信標(biāo)期間所使用的頻率信道為CH2，在下下個信標(biāo)期間所 使用的頻率信道為CH8。同樣地，可知信標(biāo)期間號碼BN為2時，表示在現(xiàn)在的信標(biāo)期間所 正在使用的頻率信道為CH2，在下一個信標(biāo)期間所使用的頻率信道為CH8，在下下個信標(biāo)期 間所使用的頻率信道為CH6。另外，信標(biāo)幀內(nèi)的信道使用順序524的結(jié)構(gòu)雖然采用了圖11所示的結(jié)構(gòu)，但是作 為其他結(jié)構(gòu)也可以采用圖12所示的結(jié)構(gòu)。圖12是表示其他的信道使用順序524的結(jié)構(gòu)的 一個例子的圖。在圖12所示的結(jié)構(gòu)中，不使用信標(biāo)期間號碼BN，總是配置在最初的位置的頻率信道是現(xiàn)在所正在使用的頻率信道，每當(dāng)信標(biāo)期間結(jié)束，就更換信道使用順序。因此， 可知對于每個信標(biāo)期間，信道使用順序524的最開始是現(xiàn)在所正在使用的信道，其下一個 是下一個信標(biāo)期間所使用的頻率信道。例如，可知在信標(biāo)期間BI3中，在現(xiàn)在的信標(biāo)期間 所使用的頻率信道是CH8，在下一個信標(biāo)期間所使用的頻率信道是CH6，在下下個信標(biāo)期間 所使用頻率信道為CH3?？刂蒲b置101在存儲器205中與作為有關(guān)無線網(wǎng)絡(luò)100的控制信息的超幀期間、 信標(biāo)期間、以及信標(biāo)期間數(shù)量等一起保存著作為質(zhì)量信息的頻率信道可否使用的信息。頻 率信道可否使用的信息通過下述方式形成在控制裝置101已經(jīng)開設(shè)了無線網(wǎng)絡(luò)100的時 點，通過測量所有頻率信道的接收狀態(tài)(例如，接收電力或者接收質(zhì)量)，來判斷頻率信道 能否使用。另外，控制裝置101利用與按每個信標(biāo)期間所切換的信道中的終端裝置102 104的通信狀態(tài)、以及通過載波偵聽所獲得的不能接收的狀態(tài)的持續(xù)時間等信息來判斷頻 率信道可否使用，并隨時更新頻率信道的可否使用信息?？刂蒲b置101根據(jù)頻率信道的可否使用信息并且與信標(biāo)期間數(shù)量相對應(yīng)地選擇 可使用的頻率信道，從可使用的頻率信道中隨機(jī)地選擇頻率信道，確定信道使用順序，并作 為控制信息保存于存儲器250中?？刂蒲b置101從存儲器250中讀取超幀期間、信標(biāo)期間、 信標(biāo)期間的數(shù)量、以及信道使用順序，利用圖10所示的有效載荷520的格式形式形成信標(biāo) 幀。此時，信標(biāo)幀內(nèi)的信道使用順序中的信標(biāo)期間號碼為1。信標(biāo)幀由無線發(fā)送部209調(diào) 制，并經(jīng)由天線201發(fā)送。圖9中設(shè)定為終端裝置102與終端裝置103在活躍期間301使用頻率信道CH1 與控制裝置101通信，終端裝置104在活躍期間303使用頻率信道CH2與控制裝置101通 信。在活躍期間301中，終端裝置102與終端裝置103由于處于起動狀態(tài)，故接收控制裝置 101所發(fā)送的信標(biāo)310。如果正常接收信標(biāo)310，則終端裝置102與終端裝置103解析信標(biāo) 幀內(nèi)的有效載荷，將包含信道使用順序的控制信息存儲到存儲器225中。接著，保存發(fā)送數(shù)據(jù)的終端裝置103進(jìn)行載波偵聽，發(fā)送數(shù)據(jù)幀311。正常接收到 了數(shù)據(jù)幀311的控制裝置101將ACK幀312作為正常接收應(yīng)答發(fā)送給終端裝置103。同樣， 保存發(fā)送數(shù)據(jù)的終端裝置102進(jìn)行載波偵聽，并發(fā)送數(shù)據(jù)幀313。正常接收到了數(shù)據(jù)幀313 的控制裝置101將ACK幀314作為正常接收應(yīng)答發(fā)送給終端裝置102。如果活躍期間結(jié)束， 則控制裝置101設(shè)定從非活躍期間減去起動所需要的時間和頻率信道切換所需要的時間 之后的時間的定時器，對無線通信所需要的功能塊切斷電源供給，并進(jìn)入休眠狀態(tài)。同樣， 終端裝置102和終端裝置103設(shè)定直到超幀期間開始為止的定時器，并進(jìn)入休眠狀態(tài)。在非活躍期間結(jié)束前，因定時器時間屆滿，控制裝置101再次打開對無線通信所 需要的功能塊的電源供給，并再次起動，將頻率信道切換成CH2。此外，控制裝置101在活躍 期間303的開始定時發(fā)送信標(biāo)幀320。此時，信標(biāo)幀320內(nèi)的信道使用順序中的信標(biāo)期間號 碼是2。在活躍期間303的期間中起動的終端裝置104如果正常接收信標(biāo)幀320，則終端裝 置102與終端裝置103解析信標(biāo)幀320內(nèi)的有效載荷，并將包含信道使用順序等的控制信 息存儲到存儲器225中。接著，保存發(fā)送數(shù)據(jù)的終端裝置104進(jìn)行載波偵聽，并發(fā)送數(shù)據(jù)幀 321。已正常接收到數(shù)據(jù)幀321的控制裝置101將ACK幀322作為正常接收應(yīng)答發(fā)送給終 端裝置104。之后，重復(fù)相同的序列。接著，用圖13對在終端裝置102 104側(cè)產(chǎn)生了干擾時的頻率信道的切換序列進(jìn)行說明。圖13中，由于控制裝置101發(fā)送信標(biāo)幀310、終端裝置103發(fā)送數(shù)據(jù)幀311、以及 終端裝置103接收ACK幀312均與圖9所示的情況相同，故省略說明。如果終端裝置102 發(fā)送數(shù)據(jù)幀313，則等待來自于控制裝置101的ACK幀的應(yīng)答。控制裝置101如果正常接收 到數(shù)據(jù)幀313，則發(fā)送ACK幀314。但是，此處設(shè)定為在終端裝置102的周圍使用相同頻率 信道的其他的無線終端開始動作，對終端裝置102產(chǎn)生干擾。另外，此處的干擾不僅是使用相同頻率信道的不同的無線系統(tǒng)，還可以考慮是來 自于使用鄰接的頻率信道的無線終端的干擾、以及本身基站內(nèi)的電磁干擾等。此時，終端裝置102因受到該干擾的影響不能正常接收ACK幀314。由于設(shè)定為 在ACK幀314的接收超時時、數(shù)據(jù)幀313就沒有到達(dá)控制裝置101，故終端裝置102將與數(shù) 據(jù)幀313相同的數(shù)據(jù)幀作為再次發(fā)送數(shù)據(jù)幀315再次發(fā)送。雖然控制裝置101正常接收再 次發(fā)送數(shù)據(jù)幀315、并再次發(fā)送ACK幀316，但是終端裝置102因再次受到干擾的影響不能 正常接收ACK幀316。在終端裝置102將該數(shù)據(jù)幀的再次發(fā)送重復(fù)規(guī)定的次數(shù)后、不能從控 制裝置101接收到ACK幀時，判斷為因受到某些干擾等的影響、用現(xiàn)在正在使用的頻率信道 CH1不能進(jìn)行通信。于是，終端裝置102讀取存儲器225內(nèi)的信道使用順序，獲知控制裝置101在下一 個信標(biāo)期間使用頻率信道CH2進(jìn)行通信，并暫時進(jìn)入休眠狀態(tài)。在活躍期間301將結(jié)束之 前，終端裝置102再次起動，將頻率信道切換為CH2，并等待控制裝置101發(fā)出的信標(biāo)幀?？?制裝置101將頻率信道切換為CH2，如果活躍期間303開始，則發(fā)送信標(biāo)幀320。如果正常接收信標(biāo)幀320，則終端裝置102對信標(biāo)幀320內(nèi)的有效載荷進(jìn)行解析， 將包含信道使用順序的控制信息進(jìn)行更新并存儲于存儲器225中。接著，終端裝置102在進(jìn) 行載波偵聽之后如果判斷為無線介質(zhì)是空載狀態(tài)，則向控制裝置101發(fā)送作為數(shù)據(jù)幀313 的再次發(fā)送數(shù)據(jù)的再次發(fā)送數(shù)據(jù)幀317。此時，終端裝置102在再次發(fā)送的數(shù)據(jù)幀317內(nèi)的MAC頭部的幀控制信息中記載 已經(jīng)改變了所使用的頻率信道的內(nèi)容，并通知給控制裝置101。已經(jīng)接收了再次發(fā)送數(shù)據(jù)幀 317的控制裝置101將ACK幀318作為正常接收應(yīng)答發(fā)送給終端裝置102。此時，控制裝置 101解析所接收的數(shù)據(jù)幀317的MAC頭部，獲知終端裝置102改變了使用的頻率信道，并在 存儲器205中存儲終端裝置102不能使用頻率信道CH1。之后的控制裝置101與各終端裝 置102 104之間的通信序列重復(fù)與圖9相同的動作。圖14是表示終端裝置102切換頻率信道的狀態(tài)的定時圖。參照圖14，在頻率信道 CH1中，在發(fā)送了信標(biāo)幀431之后，各無線終端101 104進(jìn)入利用CSMA進(jìn)行通信的訪問期 間。在該訪問期間過程中，雖然終端裝置102發(fā)送數(shù)據(jù)幀432，但是由于從控制裝置101沒 有ACK應(yīng)答，所以進(jìn)一步再次發(fā)送兩次數(shù)據(jù)幀432。其中，判斷為終端裝置102因受干擾等 影響不能使用頻率信道CH1，將頻率信道切換為CH2。在控制裝置101切換為頻率信道CH2 并發(fā)送信標(biāo)幀433之后，進(jìn)入各無線終端101 104利用CSMA進(jìn)行通信的訪問期間。在該 訪問期間過程中，終端裝置102發(fā)送作為數(shù)據(jù)幀432的再次發(fā)送幀的數(shù)據(jù)幀434，并從控制 裝置101接收ACK幀435。這樣，在控制裝置101與終端裝置102之間通過頻率信道CH2建 立通信。終端裝置102如果不切換頻率信道而繼續(xù)再次發(fā)送，則由于干擾的影響等在與控 制裝置101之間完全不能建立通信，或者即使等到下一個超幀期間之后成功地再次發(fā)送了數(shù)據(jù)幀、也產(chǎn)生了超幀期間的再次發(fā)送延遲。但是，根據(jù)本發(fā)明的實施方式1，再次發(fā)送所導(dǎo) 致的傳輸延遲僅是圖14所示的Trd期間。Trd期間最大為兩個信標(biāo)期間，能夠大幅度縮短 傳輸延遲。此外，如果終端裝置102不切換頻率信道CH1而繼續(xù)再次發(fā)送數(shù)據(jù)幀直到從控制 裝置101接收到ACK幀為止，則無用地消耗發(fā)送所需要的電力直到干擾等的影響消失為止。 根據(jù)本發(fā)明的實施方式1，由于迅速地切換所使用的頻率信道來回避干擾等的影響，所以也 能夠避免無用的電力消耗。接著，用圖15 圖19對處理以上的處理序列的控制裝置101和終端裝置102 104的內(nèi)部處理進(jìn)行說明。圖15是表示控制裝置101的處理流程的一個例子的圖。圖16是表示控制裝置 101的初始化時的處理流程的一個例子的圖。圖15中，控制裝置101在步驟S1001中執(zhí)行 圖16所示的初始設(shè)定處理的各步驟S1021 S1024。參照圖16，在步驟S1021中，控制裝 置101通過進(jìn)行功率測量等來掃描其他無線終端是否按順序使用可使用的所有頻率信道、 或者是否有干擾的影響，并且獲得可使用的頻率信道。在步驟S1022中，控制裝置101將在 步驟1021中獲得的可使用的頻率信道信息存儲到存儲器205中。接著，在步驟S1023中， 控制裝置101根據(jù)作為控制信息所保存的信標(biāo)期間數(shù)量從可使用的頻率信道中隨機(jī)地選 擇頻率信道，并確定信道使用順序。在步驟S1024中，控制裝置101將所確定的信道使用順 序存儲到存儲器205中，而完成初始化設(shè)定處理。接著，在圖15的步驟S1002中，控制裝置101讀取存儲器205中所保存的超幀期 間、信標(biāo)期間、以及信道使用順序等無線網(wǎng)絡(luò)的信道信息。在步驟S1003中，控制裝置101以 在步驟S1002中所讀取的信道信息為基礎(chǔ)形成信標(biāo)幀。在步驟S1004中，控制裝置101切 換成在步驟S1002中所讀取的信道使用順序的最開始的頻率信道。在步驟S1005中，控制 裝置101為了判斷下述內(nèi)容進(jìn)行載波偵聽為了在信標(biāo)期間的最開始發(fā)送信標(biāo)幀，無線介 質(zhì)是否為空載狀態(tài)。在步驟S1006中，當(dāng)在步驟S1005中所進(jìn)行的載波偵聽為規(guī)定的水平 (level)以下時，控制裝置101判斷為可以發(fā)送信標(biāo)幀，并執(zhí)行步驟S1011以后的步驟。在步驟S1005中所進(jìn)行的載波偵聽為規(guī)定水平以上時，由于該頻率信道正在被使 用，所以控制裝置101執(zhí)行步驟S1007以后的步驟。在步驟S1007中，盡管控制裝置101重 復(fù)地從步驟S1005進(jìn)行S1006，但是在無線介質(zhì)沒有變成空載狀態(tài)時，判斷為其他系統(tǒng)正在 繼續(xù)使用現(xiàn)在的頻率信道、或者存在某些干擾的影響，因此判斷為該頻率信道不能使用。步 驟S1008中，控制裝置101將現(xiàn)在的頻率信道作為不能使用的信道存儲到存儲器205中。在 步驟S1009中，除了不能使用的頻率信道以外，控制裝置101從可使用的信道中再次隨機(jī)地 選擇頻率信道，并再次確定信道使用順序。步驟S1010中，控制裝置101將再次確定的信道 使用順序存儲到存儲器205中。在步驟S1006中，當(dāng)已經(jīng)變成能夠發(fā)送信標(biāo)時，在步驟S1011中發(fā)送信標(biāo)幀。之后， 為了在控制裝置101與終端裝置102 104之間進(jìn)行數(shù)據(jù)幀等的發(fā)送和接收，重復(fù)從步驟 S1012到步驟S1015的數(shù)據(jù)發(fā)送處理以及數(shù)據(jù)接收處理。重復(fù)從步驟S1012到步驟S1015 的各處理直到在步驟S1016中信標(biāo)期間結(jié)束，如果信標(biāo)期間結(jié)束，則返回到步驟S1002中， 重復(fù)以后的處理。圖17是表示終端裝置102 104的處理流程的一個例子的圖。圖18是表示終端裝置102 104的信標(biāo)接收時的處理流程的一個例子的圖。圖19是表示終端裝置102 104的信道變更處理時的處理流程的圖。圖17中，雖然在處理流程中沒有圖示，但是設(shè)定為在處理開始的時點，終端裝置 102 104與控制裝置101之間已經(jīng)結(jié)束了加入無線網(wǎng)絡(luò)100的處理，識別超幀期間以及信 標(biāo)期間的定時而處于休眠狀態(tài)。如果在步驟S1101結(jié)束了休眠定時器的定時，則終端裝置 102 104在步驟S1102中脫離休眠狀態(tài)并起動。在步驟S1103中，終端裝置102 104進(jìn) 行信標(biāo)的接收處理。用圖18對信標(biāo)接收處理步驟S1103的細(xì)節(jié)進(jìn)行說明。參照圖18，終端裝置102 104如果在步驟S1111中正常接收信標(biāo)幀，則在步驟S1112中解析信標(biāo)幀的有效載荷，并將 信道使用順序提取出來存儲到存儲器225中。這樣，終端裝置102 104更新信道使用順 序信息。此外，終端裝置102 104在步驟S1111中未能正常接收信標(biāo)幀時，在步驟S1113 中進(jìn)行信道使用可否的判斷。信道使用可否的判斷將下述情況判斷為現(xiàn)在所正在使用的頻 率信道不能使用雖然是每個信標(biāo)幀期間的信標(biāo)接收定時、但是在規(guī)定次數(shù)下不能接收到 數(shù)據(jù)幀的情況；以及雖然是在信標(biāo)期間過程中發(fā)送規(guī)定次數(shù)的數(shù)據(jù)幀失敗之后的信標(biāo)接收 定時、但是仍不能接收到信標(biāo)幀的情況。當(dāng)終端裝置102 104判斷為現(xiàn)在使用中的頻率信道不能使用時，在步驟S1114 中進(jìn)行信道變更處理。用圖19對信道變更處理步驟S1114的細(xì)節(jié)進(jìn)行說明。參照圖19， 終端裝置102 104最初在步驟S1121中讀取存儲器225內(nèi)的信道使用順序。然后，終端 裝置102 104在步驟S1122中選擇信道使用順序中所記載的現(xiàn)在正在使用的頻率信道的 下一個信標(biāo)期間的頻率信道，并切換為步驟S1123中所選擇的頻率信道。終端裝置102 104在步驟S1124中等待直到信標(biāo)定時器時間屆滿，如果信標(biāo)定時器時間屆滿，則結(jié)束信道 變更處理，并返回到步驟S1111的信標(biāo)接收。其中，到信標(biāo)定時器時間屆滿為止的期間也可 以成為休眠狀態(tài)。返回到圖17，終端裝置102 104如果結(jié)束信標(biāo)接收處理的步驟S1103，則重復(fù)進(jìn) 行從步驟S1104到步驟S1106的數(shù)據(jù)幀的發(fā)送處理以及接收處理，直到信標(biāo)定時器時間屆 滿為止。其中，用圖20對數(shù)據(jù)發(fā)送處理的步驟S1104進(jìn)行說明。參照圖20，在步驟S1131 中，如果從界面部230有發(fā)送數(shù)據(jù)的輸入，則終端裝置102 104制作數(shù)據(jù)幀。然后，在步驟 S1132中，終端裝置102 104為了在開始數(shù)據(jù)幀的發(fā)送之前判斷無線介質(zhì)是否為空載狀態(tài) 進(jìn)行載波偵聽。在步驟S1133中，終端裝置102 104從步驟S1132的載波偵聽的結(jié)果判 斷為無線介質(zhì)是空載狀態(tài)時，進(jìn)入到步驟S1134，并進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的發(fā)送處理。在步驟S1135 中，終端裝置102 104等待來自于控制裝置101的ACK幀的應(yīng)答，在正常地接收到ACK幀 時，數(shù)據(jù)發(fā)送處理結(jié)束。當(dāng)在步驟S1133中無線介質(zhì)不是空載狀態(tài)時、以及在步驟S1135中不能接收到來 自于控制裝置101的ACK幀的應(yīng)答時，終端裝置102 104進(jìn)入到步驟S1136中，判斷現(xiàn)在 使用中的頻率信道是否可以使用。在步驟S1136中判斷為現(xiàn)在使用中的頻率信道為不可使 用的是下述情況多次持續(xù)不能發(fā)送載波偵聽的結(jié)果時、以及盡管多次持續(xù)地發(fā)送了數(shù)據(jù) 幀、但是不能從控制裝置101接收到ACK幀時。當(dāng)現(xiàn)在使用中的頻率信道為不可使用時，終 端裝置102 104進(jìn)入到步驟S1114，并進(jìn)行信道變更處理。步驟S1114的信道變更處理與用圖19所說明的處理一樣。最后，如果在步驟S1107中信標(biāo)定時器時間屆滿，則終端裝置102 104在步驟 S1108中進(jìn)入休眠模式，并且再次變?yōu)樾菝郀顟B(tài)直到步驟S1101的休眠定時器時間屆滿為 止。通過以上的處理，終端裝置102 104迅速地切換所使用的頻率信道，并能夠回避干擾
等的影響。如上所述，本發(fā)明實施方式1的控制裝置101將記載了可使用的頻率信道的使用 順序的信標(biāo)以按照每個信標(biāo)期間改變頻率信道的方式發(fā)送給終端裝置102 104，所以能 夠?qū)㈩l率信道的使用順序通知給終端裝置102 104。這樣，即使所使用的頻率信道的質(zhì)量 不好，終端裝置102 104也能夠根據(jù)由控制裝置101所通知的信標(biāo)對接下來所使用的頻 率信道進(jìn)行預(yù)測并改變。因此，即使控制裝置101與終端裝置102 104之間的通信因干 擾等影響而中斷，也能夠在接下來的信標(biāo)期間再次開始通信。(實施方式2)圖21是表示本發(fā)明實施方式2中的控制裝置101中的數(shù)據(jù)接收處理的處理流程 的一個例子的圖。關(guān)于控制裝置101的其他處理，與本發(fā)明實施方式1的處理流程一樣，與 圖15及圖16所示的處理流程進(jìn)行同樣的處理，僅步驟S1015的數(shù)據(jù)接收處理不同。圖21中，控制裝置101如果在步驟S1031中從終端裝置102 104接收到幀，則 判斷是否是數(shù)據(jù)幀。當(dāng)所接收到的幀不是數(shù)據(jù)幀時，控制裝置101進(jìn)入步驟S1032，進(jìn)行其 他幀的處理，并結(jié)束處理。當(dāng)所接收的幀是數(shù)據(jù)幀時，進(jìn)入步驟S1033。這里，在終端裝置 102 104已經(jīng)從之前的信標(biāo)期間切換了頻率信道時，在數(shù)據(jù)幀的MAC頭部中記載著該信 息。因此，在步驟S1033中，控制裝置101判斷是否有信道變更通知。沒有信道變更通知時， 進(jìn)入步驟S1039，控制裝置101從所接收的數(shù)據(jù)幀中取出接收數(shù)據(jù)，并進(jìn)入步驟S1140，向界 面部211輸出接收數(shù)據(jù)。在步驟S1033中，當(dāng)已經(jīng)存在來自于終端裝置102 104的信道變更通知時，進(jìn)入 步驟S1134，并記錄該終端裝置102 104的地址、該終端裝置102 104的不能使用的信 道信息。在步驟S1135中，控制裝置101讀取所有的終端裝置102 104的不可使用的信 道信息，并進(jìn)行累計，當(dāng)相對于每個頻率信道所不能使用的終端裝置102 104的數(shù)量為規(guī) 定的閾值以上時，該頻率信道為不可使用，在步驟S1136中進(jìn)行可使用的信道的信息更新。 在步驟S1137中，再次從所更新的可使用的信道中確定信道使用順序，并在步驟S1138中進(jìn) 行信道使用順序的更新。通過上述處理，由于能夠?qū)⒍鄠€終端裝置102 104所不能使用的頻率信道排除 在外地確定信道使用順序，所以盡管變更終端裝置102 104所使用的信標(biāo)期間并變更了 頻率信道，也能夠降低因受干擾等影響而不能使用該頻率信道并再次變更頻率信道的概率。另外，由于能夠避免變更為多個終端裝置102 104所不能使用的頻率信道，所以 終端裝置102 104能夠迅速地切換所使用的頻率信道而回避干擾等的影響。另外，本發(fā)明的實施方式2中，雖然在終端裝置102 104所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的MAC 頭部中嵌入了通知已經(jīng)切換了頻率信道的信息，但是終端裝置102 104也可以利用除數(shù) 據(jù)幀以外的幀將已經(jīng)切換了頻率信道的信息通知給控制裝置101。此時，在步驟S1032的其 他幀的處理中執(zhí)行圖21所示的從步驟S1033到步驟S1138的處理。
(實施方式3)圖22是表示本發(fā)明的實施方式3中的超幀期間的結(jié)構(gòu)的圖。圖22中，超幀期間 以及信標(biāo)期間與在本發(fā)明實施方式1中用圖5所說明的超幀期間以及信標(biāo)期間相同，省略 其說明。圖22中，與圖5中所說明的超幀期間不同的是在超幀期間的開頭設(shè)有載波偵聽期 間。在載波偵聽期間中，控制裝置101 —邊依次切換所有的頻率信道，一邊對各頻率信道的 功率進(jìn)行規(guī)定的期間的測量，并對所有的頻率信道進(jìn)行是否能夠使用的判斷。用該判斷結(jié) 果更新可使用的頻率信道信息。通過上述操作，不能使用的頻率信道因干擾等的影響消失而再次變成可使用時， 能夠增加可使用的信道。另外，圖23是表示本發(fā)明的實施方式3的其他的載波偵聽期間的結(jié)構(gòu)的圖。圖23 中，控制裝置101在一次匯總載波偵聽期間中，一次匯總地進(jìn)行所有信道的頻率解析。這 樣，能夠縮短載波偵聽期間。另外，上述各實施方式的控制裝置101的除天線201以外的各結(jié)構(gòu)、以及終端裝置 102 104的除天線221以外的各結(jié)構(gòu)也可以通過作為集成電路的LSI (大規(guī)模集成電路， Large scale Integration)來實現(xiàn)。這些結(jié)構(gòu)既可以形成一個芯片，也可以包含部分或者 全部地形成一個芯片。其中，雖然稱為LSI，但是根據(jù)集成度的不同，有時也稱為IC (集成電 路，IntegratedCircuit)、系統(tǒng)LSI、超大LSI、以及甚大LSI。此外，形成集成電路的手法， 不限于LSI，也可以通過專用電路或者通用處理器形成集成電路。此外，也可以采用在LSI制造之后可編程的FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列，F(xiàn)ield Programmable Gate Array)、或者LSI內(nèi)部的電路單元的連接及其設(shè)定是可再構(gòu)建的可重 構(gòu)處理器?；蛘?，這些功能塊的運(yùn)算也可以采用例如DSP(數(shù)字信號處理器，Digital Signal Processor)或者CPU (Central ProcessingUnit)等來進(jìn)行運(yùn)算。而且，這些處理步驟也可 以通過作為程序記錄到記錄介質(zhì)上來執(zhí)行而處理。而且，如果因半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步或者派生出來的其他技術(shù)而出現(xiàn)了取代LSI的集 成電路化的技術(shù)，當(dāng)然也可以采用該技術(shù)，將功能塊集成化。生物技術(shù)的應(yīng)用等也是有可能 的。工業(yè)實用性本發(fā)明的控制裝置以及終端裝置作為下述裝置是有用的，S卩，其使用多個頻率信 道，回避了與使用相同或者鄰接的頻帶的不同的無線通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，并且進(jìn)行延遲以 及節(jié)電性能優(yōu)良的通信等。附圖標(biāo)記說明100無線網(wǎng)絡(luò)；101控制裝置；102 104終端裝置；201天線；202無線接收部；203 質(zhì)量判斷部；204接收數(shù)據(jù)解析部；205存儲器；206信標(biāo)生成部；207定時控制部；208信道 設(shè)定部；209無線發(fā)送部；210發(fā)送數(shù)據(jù)生成部；211界面部；220終端裝置；221天線；222 無線接收部；223質(zhì)量判斷部；224接收數(shù)據(jù)解析部；225存儲器；226控制部；227信道設(shè)定 部；228無線發(fā)送部；229發(fā)送數(shù)據(jù)生成部；230界面部；500無線幀；501PHY頭部；502MAC頭 部；503有效載荷；504錯誤檢測字符；511幀控制信息；512發(fā)送目的地址；513發(fā)送地址； 520信標(biāo)幀有效載荷；521超幀期間；522信標(biāo)期間；523信標(biāo)期間數(shù)量；524信道使用順序。
權(quán)利要求
一種控制裝置，用多個頻率信道對包括一個以上的終端裝置的無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無線通信進(jìn)行控制，其特征在于該控制裝置包括無線接收部，接收上述多個頻率信道的無線信號；質(zhì)量判斷部，根據(jù)上述無線接收部所接收到的無線信號的接收狀態(tài)，從上述多個頻率信道中判斷可使用的頻率信道，并對于該判斷出的可使用的頻率信道決定用于通信中的使用順序；信標(biāo)生成部，生成記載有上述頻率信道的使用順序的信標(biāo)；信道設(shè)定部，按照上述頻率信道的使用順序，來設(shè)定使用的頻率信道；發(fā)送數(shù)據(jù)生成部，生成發(fā)送數(shù)據(jù)；無線發(fā)送部，用上述信道設(shè)定部所設(shè)定的頻率信道，來將上述信標(biāo)生成部所生成的信標(biāo)及上述發(fā)送數(shù)據(jù)生成部所生成的發(fā)送數(shù)據(jù)用無線信號發(fā)送給上述一個以上的終端裝置；定時控制部，對上述無線發(fā)送部控制發(fā)送上述無線信號的定時；以及天線，經(jīng)由上述無線接收部及上述無線發(fā)送部來發(fā)送、接收上述無線信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于表示上述無線通信中的反復(fù)周期的超幀期間包括可進(jìn)行無線通信的活躍期間和不進(jìn) 行無線通信的非活躍期間，上述定時控制部，作為將信標(biāo)發(fā)送給上述一個以上的終端裝置的周期單位，將上述活 躍期間分割為多個信標(biāo)期間，并在該多個信標(biāo)期間的每一個信標(biāo)期間發(fā)送上述信標(biāo)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其特征在于上述信道設(shè)定部按照上述頻率信道的使用順序來在上述多個信標(biāo)期間的每個信標(biāo)期 間切換使用的頻率信道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于各個上述信標(biāo)期間被分割為發(fā)送上述信標(biāo)的期間和可與上述一個以上的終端裝置進(jìn) 行數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收的訪問期間，上述無線發(fā)送部在現(xiàn)在的信標(biāo)期間中的上述訪問期間發(fā)送無線信號失敗時，在下一個 信標(biāo)期間的上述訪問期間再次發(fā)送無線信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于上述質(zhì)量判斷部根據(jù)上述無線接收部接收到的無線信號的接收狀態(tài)、從上述多個頻率 信道中將干擾波的影響較小的頻率信道決定為上述可使用的頻率信道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于上述質(zhì)量判斷部從上述一個以上的通信終端經(jīng)由上述無線接收部接到判斷為質(zhì)量不 好的頻率信道的通知時，從上述頻率信道的使用順序中除去該被通知的頻率信道。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其特征在于在上述超幀期間中，在上述活躍期間之前設(shè)置載波偵聽期間，在該載波偵聽期間，上述質(zhì)量判斷部一邊依次切換所有上述多個頻率信道，一邊對每 個頻率信道測定功率，進(jìn)行載波偵聽。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其特征在于在上述超幀期間，在上述活躍期間之前設(shè)置匯總載波偵聽期間， 在該匯總載波偵聽期間，上述質(zhì)量判斷部一次匯總進(jìn)行上述多個頻率信道的頻率解 析，進(jìn)行載波偵聽。
9.一種終端裝置，在包括用多個頻率信道控制無線通信的控制裝置的無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，按 照上述控制裝置的控制，用上述多個頻率信道中的任意一個與上述控制裝置之間進(jìn)行無線 通信，其特征在于該終端裝置包括無線接收部，從上述控制裝置將記載有上述多個頻率信道中可使用的頻率信道的使用 順序的信標(biāo)作為無線信號接收；信道設(shè)定部，按照記載在上述信標(biāo)中的上述頻率信道的使用順序，來設(shè)定使用的頻率 信道；質(zhì)量判斷部，根據(jù)上述無線接收部接收到的無線信號的接收狀態(tài)，來判斷在與上述控 制裝置之間的通信中正在使用的頻率信道的質(zhì)量；控制部，在上述質(zhì)量判斷部判斷為上述頻率信道的質(zhì)量不好時，根據(jù)記載在從上述控 制裝置接收到的信標(biāo)中的上述頻率信道的使用順序，來向上述信道設(shè)定部指示切換使用的 頻率信道；發(fā)送數(shù)據(jù)生成部，生成發(fā)送數(shù)據(jù)；無線發(fā)送部，用上述信道設(shè)定部所設(shè)定的頻率信道，來將上述發(fā)送數(shù)據(jù)生成部所生成 的發(fā)送數(shù)據(jù)用無線信號發(fā)送給上述控制裝置；以及天線，經(jīng)由上述無線接收部及上述無線發(fā)送部，來發(fā)送、接收上述無線信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的終端裝置，其特征在于上述控制部經(jīng)由上述無線發(fā)送部向上述控制裝置通知上述質(zhì)量判斷部判斷為質(zhì)量不 好的頻率信道。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的終端裝置，其特征在于上述質(zhì)量判斷部根據(jù)上述無線接收部所接收到的無線信號的接收狀態(tài)、來將干擾波的 影響較大的頻率信道判斷為質(zhì)量不好的頻率信道。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的終端裝置，其特征在于上述信道設(shè)定部按照含在上述信標(biāo)中的上述頻率的使用順序、來在每個信標(biāo)周期切換 使用的頻率信道。
13.一種通信系統(tǒng)，包括控制裝置和終端裝置，該控制裝置用多個頻率信道對包括一 個以上的終端裝置的無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無線通信進(jìn)行控制，該終端裝置按照上述控制裝置的控 制，用上述多個頻率信道中的任意一個與上述控制裝置進(jìn)行無線通信，其特征在于該控制裝置包括第一無線接收部，接收上述多個頻率信道的無線信號；第一質(zhì)量判斷部，根據(jù)上述第一無線接收部所接收到的無線信號的接收狀態(tài)，從上述 多個頻率信道中判斷可使用的頻率信道，并對于該判斷出的可使用的頻率信道，決定用于 通信中的使用順序；信標(biāo)生成部，生成記載有上述頻率信道的使用順序的信標(biāo)； 信道設(shè)定部，按照上述頻率信道的使用順序，來設(shè)定使用的頻率信道；第一發(fā)送數(shù)據(jù)生成部，生成發(fā)送數(shù)據(jù)；第一無線發(fā)送部，用上述信道設(shè)定部所設(shè)定的頻率信道，將上述信標(biāo)生成部所生成的信標(biāo)及上述第一發(fā)送數(shù)據(jù)生成部所生成的發(fā)送數(shù)據(jù)用無線信號發(fā)送給上述一個以上的終 端裝置；定時控制部，對于上述無線發(fā)送部，控制發(fā)送上述無線信號的定時；以及第一天線，經(jīng)由上述第一無線接收部及上述第一無線發(fā)送部，來發(fā)送、接收上述無線信號；上述終端裝置包括第二無線接收部，從上述控制裝置將記載有上述多個頻率信道中可使用的頻率信道的使用順序的信標(biāo)作為無線信號接收；第二信道設(shè)定部，按照記載在上述信標(biāo)中的上述頻率信道的使用順序來設(shè)定使用的頻率信道；第二質(zhì)量判斷部，根據(jù)上述第二無線接收部所接收到的無線信號的接收狀態(tài)，來判斷與上述控制裝置之間的通信中正在使用的頻率信道的質(zhì)量；控制部，在上述第二質(zhì)量判斷部判斷為質(zhì)量不好時，根據(jù)記載在從上述控制裝置所接收到的信標(biāo)中的上述頻率信道的使用順序，來向上述第二信道設(shè)定部指示切換使用的頻率 信道；第二發(fā)送數(shù)據(jù)生成部，生成發(fā)送數(shù)據(jù)；第二無線發(fā)送部，用上述第二信道設(shè)定部所設(shè)定的頻率信道，將上述第二發(fā)送數(shù)據(jù)生成部所生成的發(fā)送數(shù)據(jù)用無線信號發(fā)送給上述控制裝置；以及第二天線，經(jīng)由上述第二無線接收部及上述第二無線發(fā)送部，來發(fā)送、接收上述無線信號。
14.一種集成電路，是用多個頻率信道對包括一個以上的終端裝置的無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無線通信進(jìn)行控制的控制裝置所具有的集成電路，其特征在于上述控制裝置包括發(fā)送、接收無線信號的天線； 上述集成電路包括無線接收部，接收上述多個頻率信道的無線信號，質(zhì)量判斷部，根據(jù)上述無線接收部所接收到的無線信號的接收狀態(tài)，從上述多個頻率信道中判斷可使用的頻率信道，并對于該判斷出的可使用的頻率信道，決定用于通信中的 使用順序，信標(biāo)生成部，生成記載有上述頻率信道的使用順序的信標(biāo)， 信道設(shè)定部，按照上述頻率信道的使用順序，來設(shè)定使用的頻率信道， 發(fā)送數(shù)據(jù)生成部，生成發(fā)送數(shù)據(jù)，無線發(fā)送部，用上述信道設(shè)定部所設(shè)定的頻率信道，將上述信標(biāo)生成部所生成的信標(biāo)及上述發(fā)送數(shù)據(jù)生成部所生成的發(fā)送數(shù)據(jù)用無線信號發(fā)送給上述一個以上的終端裝置，以 及定時控制部，對于上述無線發(fā)送部，控制發(fā)送上述無線信號的定時。
15.一種集成電路，是終端裝置所具有的集成電路，該終端裝置在包括用多個頻率信道控制無線通信的控制裝置的無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，按照上述控制裝置的控制，用上述多個頻率信道 中的任意一個與上述控制裝置之間進(jìn)行無線通信，其特征在于上述終端裝置包括發(fā)送、接收無線信號的天線； 上述集成電路包括無線接收部，從上述控制裝置將記載有上述多個頻率信道中可使用的頻率信道的使用 順序的信標(biāo)作為無線信號接收，信道設(shè)定部，按照記載在上述信標(biāo)中的上述頻率信道的使用順序，來設(shè)定使用的頻率 信道，質(zhì)量判斷部，根據(jù)上述無線接收部所接收到的無線信號的接收狀態(tài)，來判斷在與上述 控制裝置之間的通信中正在使用的頻率信道的質(zhì)量，控制部，在上述質(zhì)量判斷部判斷為上述頻率信道的質(zhì)量不好時，根據(jù)記載在從上述控 制裝置所接收到的信標(biāo)中的上述頻率信道的使用順序，向上述信道設(shè)定部指示切換使用的 頻率信道，發(fā)送數(shù)據(jù)生成部，生成發(fā)送數(shù)據(jù)，以及無線發(fā)送部，用上述信道設(shè)定部所設(shè)定的頻率信道，將上述發(fā)送數(shù)據(jù)生成部所生成的 發(fā)送數(shù)據(jù)用無線信號發(fā)送給上述控制裝置。
16.一種方法，是用多個頻率信道對包括一個以上的終端裝置的無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無線通 信進(jìn)行控制的控制裝置所執(zhí)行的方法，其特征在于該方法包括接收上述多個頻率信道的無線信號的步驟；根據(jù)上述無線信號的接收狀態(tài)，從上述多個頻率信道中判斷可使用的頻率信道，并對 于該判斷出的可使用的頻率信道，決定用于通信中的使用順序的步驟； 生成記載有上述頻率信道的使用順序的信標(biāo)的步驟； 按照上述頻率信道的使用順序，設(shè)定使用的頻率信道的步驟； 生成發(fā)送數(shù)據(jù)的步驟；用上述所設(shè)定的頻率信道，將上述所生成的信標(biāo)及上述發(fā)送數(shù)據(jù)用無線信號發(fā)送給上 述一個以上的終端裝置的步驟；以及控制發(fā)送上述無線信號的定時的步驟。
17.一種方法，是終端裝置所執(zhí)行的方法，該終端裝置在包括用多個頻率信道控制無線 通信的控制裝置的無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，按照上述控制裝置的控制，用上述多個頻率信道中的任意 一個與上述控制裝置之間進(jìn)行無線通信，其特征在于該方法包括從上述控制裝置將記載有上述多個頻率信道中可使用的頻率信道的使用 順序的信標(biāo)作為無線信號接收的步驟；按照記載在上述信標(biāo)中的上述頻率信道的使用順序，來設(shè)定使用的頻率信道的步驟； 根據(jù)上述接收到的無線信號的接收狀態(tài)，來判斷在與上述控制裝置之間的通信中正在 使用的頻率信道的質(zhì)量的步驟；在判斷為上述頻率信道的質(zhì)量不好時，根據(jù)記載在從上述控制裝置所接收到的信標(biāo)中 的上述多個頻率信道的使用順序，來控制使用的頻率信道的切換的步驟； 生成發(fā)送數(shù)據(jù)的步驟；以及用上述所設(shè)定的頻率信道，來將上述發(fā)送數(shù)據(jù)用無線信號發(fā)送給上述控制裝置的步驟。
18.—種程序，是控制裝置所執(zhí)行的程序，該控制裝置用多個頻率信道對包括一個以上的終端裝置的無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無線通信進(jìn)行控制，其特征在于該程序執(zhí)行如下步驟接收上述多個頻率信道的無線信號的步驟；根據(jù)上述無線信號的接收狀態(tài)，從上述多個頻率信道中判斷可使用的頻率信道，并對于該判斷出的可使用的頻率信道，決定用于通信中的使用順序的步驟； 生成記載有上述頻率信道的使用順序的信標(biāo)的步驟； 按照上述頻率信道的使用順序，設(shè)定使用的頻率信道的步驟； 生成發(fā)送數(shù)據(jù)的步驟；用上述所設(shè)定的頻率信道，將上述所生成的信標(biāo)及上述發(fā)送數(shù)據(jù)用無線信號發(fā)送給上述一個以上的終端裝置的步驟；以及控制發(fā)送上述無線信號的定時的步驟。
19.一種程序，是終端裝置所執(zhí)行的程序，該終端裝置在包括用多個頻率信道控制無線通信的控制裝置的無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，按照上述控制裝置的控制，用上述多個頻率信道中的任意一個與上述控制裝置之間進(jìn)行無線通信，其特征在于該程序執(zhí)行如下步驟從上述控制裝置將記載有上述多個頻率信道中可使用的頻率信道的使用順序的信標(biāo)作為無線信號接收的步驟；按照記載在上述信標(biāo)中的上述頻率信道的使用順序，來設(shè)定使用的頻率信道的步驟；根據(jù)上述接收到的無線信號的接收狀態(tài)，來判斷在與上述控制裝置之間的通信中正在使用的頻率信道的質(zhì)量的步驟；在判斷為上述頻率信道的質(zhì)量不好時，根據(jù)記載在從上述控制裝置所接收到的信標(biāo)中的上述頻率信道的使用順序，來控制使用的頻率信道的切換的步驟； 生成發(fā)送數(shù)據(jù)的步驟；以及用上述所設(shè)定的頻率信道，來將上述發(fā)送數(shù)據(jù)用無線信號發(fā)送給上述控制裝置的步驟
全文摘要
提供一種使用多個信道、回避了干擾波的影響并且延遲以及節(jié)電性能優(yōu)良的進(jìn)行無線通信的無線網(wǎng)絡(luò)?？刂蒲b置101按照每個信標(biāo)期間切換信道并發(fā)送信標(biāo)幀，并且與無線終端102～104進(jìn)行通信，而且測量信道的通信狀態(tài)以及有無干擾波的影響，判斷可否使用信道，并存儲可使用的信道信息?？刂蒲b置101利用信標(biāo)幀向終端裝置102～104配送可使用的信道信息。終端裝置102～104根據(jù)所接收的信標(biāo)幀的可使用的信道信息和本身所使用的信道的傳輸狀態(tài)一邊按照每個信標(biāo)期間切換信道、一邊選擇優(yōu)選的信道來進(jìn)行無線通信。從而能夠回避干擾波的影響，并且高速地切換使用的信道。
文檔編號H04W84/10GK101803436SQ200980100388
公開日2010年8月11日 申請日期2009年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月15日
發(fā)明者太田良隆, 林野裕司 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社